区块链BaaS云服务(15)复杂美chain33
1. 整体架构
采用模块插件化的设计,模块可插拔,适应多种场景。
- 应用层
EVM虚拟机, WASM虚拟机,GO语言原生合约以及JVM虚拟机(研发完成,测试中) - 共识层
支持POS,DPOS以及POS33的公链共识、Tendermint及pbft联盟链共识、Raft私链共识、平行链共识等。 - 数据层
数据存储方式支持可扩展,目前支持MPT、MAVL、KVDB、MVCCKVDB多种方式,其中我们自研的MVCCKVDB能避免了状态树膨胀而导致性能下降的问题,支持LevelDB、ES等多种后端存储。 - 加密算法
兼容国际标准以及国密标准(SM2,SM3,SM4,SECP256K1,ED25519) - 交易缓存池
交易排队机制可配置(时间,价格)
2. 主链+平行链架构
- 平行链依附于主链,共享主链共识网络,通过grpc接口同主链节点相连,理论上一条主链下可以挂无数的平行链。
- 在主链上,交易只做共识和存储,只运行一些基础核心的合约,所以主链的稳定性会比较强,进而保证整个区块链网络的稳定。
- 实际的交易都在平行链上执行,平行链各自执行自己的交易,互不干扰。
- 多条平行链共存,实现了交易的并行执地。
3. 关键特性
3.1 性能提升
为提升系统整体性能,chain33从以下几方面来进行了优化
共识流程的优化(联盟链)
chain33联盟链引入了聚合签名的技术来降低共识过程中的消息通信,通过leader去收集签名,于聚合后发送给其他节点,通过聚合签名就可以验证是否 2/3的节点已经签名,这样就能保证在区块链节点增加的情况下,交易数不会大量增加,提升共识的效率。交易并行执行
存储分片
主要基于kad网络,分片算法可以保证数据相对均匀的分布在区块链的各个节点上,每个节点仅需要保存一部分数据,非常适合海量数据存储的场景,且可以随时增加机器实现动态扩容。数据打包之后进行分布式存储,减少了数据的数量,避免数据过于碎片化增加网络负载。
3.2 隐私保护(联盟链)
考虑到联盟链的高安全性需求,通过以下方:
节点准入机制
节点加入或退出共识网络,都需要经过区块链上的管理合约进行授权,没有经过授权的节点无法加入共识网络。数据传输保护
节点与节点之间TLS加密,节点与应用之间的TLS加密方式实现传输过程中的隐私保护。数据访问保护
通过权限管理智能合约来界定数据的访问权限,只有被赋予相应权限才可以访问相关数据。可分享型隐私保护
数据加密上链存储,结合代理重加密及秘钥分片技术实现隐私数据的动态授权。秘钥可以通过shamir门限秘钥分享算法( (k,n)门限密钥共享算法,算法把密钥拆分成n个密钥分片,只有收集大于等于k个分片才能将原始的密钥重构,k就是门限值(k < n) ),分成多片存放于多个安全节点上,同时还支持超时配置。
3.3 区块链交互易用性
chain33引入命令行工具、区块链浏览器、多语言SDK等来提升系统的易用性
- 区块链浏览器
- JAVA-SDK
- GOLANG-SDK
- PYTHON-SDK
- PHP-SDK
4.chain33技术特点总结
- 国产开源
- 国密算法
在区块链多语言版本的SDK中,既支持国际标准,也支持国密标准。支持SM2,SM3,SM4。 - 支持国产芯片
支持部署运行在国产芯片服务器上。 - 模块化设计
项目吸纳了Linux 内核设计的模块化思想,开发了多个功能模块,集合组成了模块插件仓。 - 共识机制可插拔
Chain33兼容多种共识机制,包括 RAFT、PBFT、POS、DPOS 等主流共识,也包括 SPOS、POS33 等自主研发共识机制,插拔不同的共识算法,可快速搭建私链、联盟链、公链、平行链。 - 平行链架构
平行链技术已经成为分片的主流的解决方案之一。在 Chain33中,主链不仅仅提供管理所有的平行链的功能,还提供了平行链消息存储的功能,通过主链数据的分片,以及高性能的共识算法,兼顾了链本身的安全性以及系统的可扩展性。 - 高效存储
支持业务层快速调用区块链系统数据,如存证系统:底层建设的区块链数据,可以以ES数据库进行方便检索、个性化检索等。 - 跨链交易
在采用侧链中继技术和比特币交换资产设计上,基于哈希锁定,使得参与双方都受到合理保护,资产转移更有保障。在与以太坊或其他区块链资产互操作上,采用合约桥加公证人机制,保障各方资产转移在可信基础上安全流转。 - 隐私保护
采用代理重加密加秘钥分片的方案,实现数据可分享型存储,保障数据隐私。 - 简单易用
系统安装简便, 同时提供BAAS服务可以实现可视化安装,以及提供智能合约IDE工具,帮助开发者节约成本。
参考
【1】. chain 33产品文档
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